Materiales compuestos nanoestructurados… ¡¡Un salto en el mundo de los Materiales!!
En unas jornadas de nanotecnología que se han celebrado recientemente se ha expuesto un estudio realizado por D. Jose Serafín miembro del centro ICMM-CSIM de gran interés científico. Si partimos del concepto de material compuesto como aquel en el que el objetivo es la combinación de materiales para obtener determinadas propiedades que no poseen individualmente, podemos extrapolar dicho concepto al mundo de las nanopartículas y las mejoras mecánicas, térmicas, ópticas, etc. que se obtienen son impresionantes.
Un ejemplo es la obtención de nanopartículas de óxido de circonio a partir de un tratamiento térmico de alcóxido de circonio en que se elimina la parte orgánica. Dichas partículas pueden ser depositadas en la superficie de una alúmina convencional duplicando, prácticamente la tensión límite que puede sufrir este material, incluso cuando el volumen de ocupación de estas nanopartículas es de tan sólo un 1.7% . La idea principal de este tipo de combinaciones es aumentar la tensión límite para poder obtener materiales superduros con aplicaciones, por ejemplo para prótesis que necesiten alta resitencia. Además este tipo de materiales son biocompatibles ya que al quedar las partículas adheridas al material, se omite el riesgo de contaminación.
Otro ejemplo interesante es la producción de nanopartículas de Ni con tamaños inferiores a los 20nm a partir de sales. Dichas partículas de Ni se adhieren perfectamente a la superficie de la circona a través de enlaces covalentes y aumentando considerablemente la dureza del material. Los estudios científicos demuestran que existen límites máximos que no podemos sobrepasar a la hora de añadir estas nanopartículas a los materiales que queremos modificar ya que si sobrepasamos dicho límite, las propiedades decaen rápidamente (en el caso de las partículas de Ni en circona, el límite es de un 2.5% ). La dureza de estos compuestos nanoestructurados compiten con el mismo diamante.
En otros casos, los materiales nanoestructurados, pueden reaccionar con los materiales masivos como sucede en el caso de la alúmina con nanopartículas de Y2O3 dando lugar a nanopartículas de Y3Al5O12 logrando un aumento considerable de la dureza, la resistencia y la tenacidad.
Tags: compuestos nanoestructurados, material compuesto, nanopartículas
Sindicación
2007-10-04 a las 4.47 pm
Los materiales compuestos no suponen ninguna novedad, se emplean desde hace mucho tiempo. La novedad reside en los materiales compuestos nanosestructurados. Si a un matriz determinado se le añaden nanopartículas, nanotubos o nanofibras obtenemos así un material con distintas propiedades. Sin embargo, los procesos a seguir para ‘acoplar’ a la matriz la nanoestructura diferirán para cada matriz y para cada nanoestructura.
Las nanopartículas aumentan la rigidez de un metal, disminuyendo su plasticidad. Si queremos obtener metales muy duros, usaremos nanopartículas metálicas, lo que da lugar a metales compuestos nanoestructurados, capaces de cortar materiales que incluso el diamante es incapaz, como el acero. Hoy en día, muy distintos sectores como la medicina o la aeuronáutica están interesadas en dichos materiales.
Como curiosidad, decir que en 2005 se obtuvo el denominado ‘Buckypaper’, a partir de fullerenos de C60. Este material rayó al diamante con el que se pretendía medir su dureza. Es 10 veces más ligero que el acero, pero 250 veces más fuerte.Sin embargo es muy buen conductor, tanto del calor como de la electricidad.
http://atlas-conferences.com/cgi-bin/abstract/catk-47
http://www.fisicaysociedad.es/VIEW/default.asp?cat=763&id=2001878
http://www.buckypaper.com/